? ? 在雙面輻射加熱爐中，火焰附著爐墻的臥管爐是煉廠加氫裝置中的常見爐型，燃燒器的火焰附墻燃燒，由熾熱的爐墻對輻射室內(nèi)的爐管進(jìn)行熱輻射，從而保證爐管受熱均勻。火焰所附著墻面采用耐火磚，普通的耐火磚難于承受附墻火焰的溫度和變溫操作的熱沖擊。研究和開發(fā)新型附墻燃燒用高鋁隔熱耐火磚有利于加熱爐的平穩(wěn)操作和安全運行。
? ? 煉油廠加氫裝置中的反應(yīng)進(jìn)料加熱爐是裝置中主要的熱量來源。加氫反應(yīng)進(jìn)料加熱爐爐管內(nèi)多為氣－液兩相流，工程設(shè)計中多采用臥管雙面輻射箱式爐。為了保證爐管受熱均勻，工程中常選用扁平火焰附墻燃燒的燃燒器，火焰附墻燃燒，再
由熾熱的爐墻對爐管進(jìn)行熱輻射。但實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，爐膛的變溫操作對耐火材料產(chǎn)生
極大的熱沖擊，耐火材料須具有優(yōu)異的抗熱震穩(wěn)定性，否則將造成爐墻開裂，導(dǎo)致嚴(yán)重的熱量損耗，甚至威脅到生產(chǎn)安全。
1 ?煉廠常見火焰附著磚墻的襯里結(jié)構(gòu)及問題
1.1 火焰附著磚墻的襯里結(jié)構(gòu)
以加氫反應(yīng)爐輻射室為例，爐膛側(cè)墻下部有火焰附著燃燒的部位，且直接受火焰沖擊，與火焰接觸的火墻最低溫度等級至少為1540℃，受火焰沖擊的熱面層磚墻，其最低溫度等級至少為1430℃。在選擇襯里材料時，綜合考慮爐膛內(nèi)操作狀況、火焰的沖刷環(huán)境等多種襯里選擇條件，附墻火焰部位的向火面常常選擇高鋁隔熱耐火磚，背襯選擇陶瓷纖維毯和硅酸鈣絕熱板（或陶瓷纖維板）等。
1.2 磚墻裂紋產(chǎn)生外因
根據(jù)裝置的工藝操作特點，加熱爐在操作中熱負(fù)荷變化巨大，爐墻的溫度也隨之發(fā)生明顯變化。以加氫反應(yīng)進(jìn)料加熱爐為例，設(shè)計工況熱負(fù)荷可達(dá)到某工況熱負(fù)荷的2～3倍。為了適應(yīng)工藝的要求，燃燒器放熱量的調(diào)節(jié)比一般取5∶1。在熱負(fù)荷較低時，附墻燃燒的火焰攀附墻體的面積較小，高度降低；反之高度增高。不同工況之間，爐墻的表面平均溫度發(fā)生著劇烈的變化，普通的高鋁隔熱耐火磚難于適應(yīng)這一苛刻的條件，經(jīng)常表現(xiàn)為裂紋或斷裂。某廠加熱爐運行了一個周期后發(fā)現(xiàn)的爐墻斷裂。
1.3 加氫爐附著火焰磚墻裂紋產(chǎn)生原因
當(dāng)工藝需變溫操作時，火焰所附著爐墻的表面溫度發(fā)生著劇烈的變化，變溫操作對耐火材料產(chǎn)生極大的熱沖擊。耐火磚是以Al2O3、SiO2為主要成分的礦物及工業(yè)副產(chǎn)品，其形成的主要晶相為莫來石相，另有殘余的其他相體。由于不同相體之間的膨脹系數(shù)存在差異，在冷熱循環(huán)過程中會因為膨脹收縮相互牽制從而產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致爐墻磚開裂。此外，耐火磚的原料中含有CaO、MgO、Fe2O3等雜質(zhì)，在高溫?zé)频倪^程中與Al2O3、SiO2以玻璃相的形式殘留在最終產(chǎn)品中。在高溫環(huán)境中使用時，這些玻璃相會發(fā)生軟化，使產(chǎn)品發(fā)生變形以致開裂。
1.4 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
高鋁耐火磚的選用和采購主要依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB3995—2006《高鋁質(zhì)隔熱耐火磚標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)廣泛適用于國內(nèi)的各行各業(yè)。標(biāo)準(zhǔn)中給出了分類型號、常溫耐壓強度、加熱永久線變化（≤2％）、導(dǎo)熱系數(shù)（350℃）的要求，但沒有給出抗熱震穩(wěn)定性的要求。而在煉廠加熱爐內(nèi)急冷和急熱交變的工況下，爐墻磚容易開裂，該標(biāo)準(zhǔn)用在石化加熱爐上，技術(shù)要求略顯缺失。
結(jié)語
1）加氫裝置中的反應(yīng)進(jìn)料加熱爐多采用臥管雙面輻射立式爐。在使用過程中，附著火焰的高鋁隔熱磚墻溫度變化較大，熱震穩(wěn)定性差的磚墻易產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。
2）通過控制晶相組成、氣孔分布、晶粒尺寸和形貌，對耐火磚進(jìn)行改進(jìn)，可獲得使用溫度達(dá)到1540℃以上、抗熱震穩(wěn)定性＞30次的抗熱震輕質(zhì)耐火磚。
3）在煉油加熱爐中，對于附墻火焰用高鋁隔熱耐火磚，在選用和采購時除滿足現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)附加抗熱震穩(wěn)定性的要求，通過本次工程實踐，提出抗熱震穩(wěn)定性＞30次以上的技術(shù)要求是可行的。
4）工程應(yīng)用表明，采用本文所述新技術(shù)的輕質(zhì)耐火磚可在火焰附墻燃燒的加氫裝置反應(yīng)爐和焦化加熱爐中推廣應(yīng)用。
